Семена как источник распространения фомопсиса подсолнечника

Размещено на http://www.allbest.ru/

СЕМЕНА КАК ИСТОЧНИК РАСПРОСТРАНЕНИЯ ФОМОПСИСА ПОДСОЛНЕЧНИКА

Андросова Валентина Митрофановна, к.б.н.

Диденко Антон Олегович, н.с.

ГНУ Всероссийский научно-исследовательский институт биологической защиты растений, Краснодар, Россия

Была изучена способность фомопсиса от поражённых семян передаваться растениям, как в анаморфной, так и телеоморфной стадиях его развития в год посева. Поражение семян подсолнечника фомопсисом отражается не только на всхожести, но и вызывает заболевание растений

Ключевые слова: СЕМЕНА ПОДСОЛНЕЧНИКА, сорт, проростОк, инфекция, ФОМОПСИС, МИЦЕЛИЙ, ПИКНИДА, ПЕРИТЕЦИЙ

Заражение растений болезнями возможно при наличии инфекционного начала и благоприятствующих климатических факторов, как минимум.

Фомопсис (серая, тёмно-серая, бурая пятнистость, ломкость или рак стеблей) подсолнечника, вызываемый Diaporthe helianthi Muntanola-Cvetcovic, Mihaljcevic, Petrov, впервые был зарегистрирован в Югославии в 1960 году, где произошло массовое преждевременное высыхание растений [1]. Это оказалось очень вредоносное заболевание: известны факты снижения урожая подсолнечника на 40-70 %, а масличности на 10-12 % [2]. Патоген впервые был идентифицирован только в 1980 году в Югославии [3, 4].

Сильное поражение посевов подсолнечника фомопсисом, быстрое его распространение во все страны, возделывающие эту культуру и причиняемый им ущерб, вызвали большой интерес к возможным источникам сохранения и распространения инфекции.

Было установлено, что гриб сохраняет жизнеспособность не только на поражённых вегетирующих растениях, но и их растительных остатках и семенах в виде мицелия и плодовых тел (пикнид и перитециев). В пикнидах гриба развиваются в-конидии, роль которых в жизнедеятельности гриба и инфекционном процессе подсолнечника фомопсисом всё ещё до конца не ясна. Перитеции образуются на растительных остатках поражённого подсолнечника (особенно перезимовавших) и семенах. В перитециях образуются аскоспоры, которые общепризнано являются основным инфекционным началом. Особенно много перитециев образуется на перезимовавших поражённых фомопсисом стеблях подсолнечника. Освобождение аскоспор из перитециев и их аэрогенное распространение в направлении преобладающего ветра совпадает со временем начала вегетации подсолнечника [5, 6, 7, 8].

Ряд исследователей, анализируя обстоятельства и последовательность продвижения фомопсиса подсолнечника по регионам, усматривали возможность его распространения семенами [9, 10, 11]. Следует отметить, что период появления фомопсиса в Югославии совпадает со временем интенсивных селекционных работ по созданию первых гибридов подсолнечника с использованием линейного материала с Американского континента, в частности линии HA-61. Предполагается, что с этим материалом и был завезён в Югославию возбудитель фомопсиса [12].

Патоген сохраняется на семенах не только в виде пикнид и перитециев, но и в виде мицелия. Венгерские исследователи показали заражение растений через корневую систему при искусственном внесении мицелия в почву [13]. Тем не менее, статус источника инфекции у семян появился только в результате дискуссии и выявления совершенной стадии развития гриба на них [13, 14]. Российские исследователи, изучив прорастание инфицированных семян, пришли к выводу, что развитие больных растений из них наблюдается очень редко. Причём их гибель происходит в фазе 2-3 пар настоящих листьев. В связи с этим был сделан вывод о невозможности передачи возбудителя фомопсиса от поражённых семян растений в год посева [14].

Опубликованных работ, подтверждающих или опровергающих эти данные, больше не было.

Цель настоящей работы - изучить возможности семян, поражённых фомопсисом, передавать инфекцию прорастающим из них растениям.

Для проведения исследования были взяты партии семян в хозяйствах Краснодарского края, использующих свой семенной материал ежегодно, сортов СПК, Флагман и Мастер, а у фирмы Сингента гибрида Мегасол. Доля семян, заражённых фомопсисом, в этих партиях составляла 5-6 %. Семена проращивали во влажных камерах и отбирали отдельно с признаками поражения фомопсисом: грязновато-белый плотный мицелий, а также пикниды. Принадлежность этих признаков к фомопсису данных партий семян была заранее проверена посевом в чистую культуру на картофельно-глюкозный агар (КГА), где происходило разрастание мицелия и образование пикнид содержащих типичные в-конидии. Пораженные (опыт) и непоражённые (контроль) проросшие семена высаживали в разных изолированных боксах теплицы рядами по 20-25 растений каждого варианта. Этим достигалось повышение в варианте числа больных, но способных к росту растений. Полив растений проводился под корень, исключая попадание капельной влаги на листья.

Возможность формирования телеоморфной стадии возбудителя фомопсиса было изучено в течение двух лет на поражённых фомопсисом семенах сортов СПК, Флагман, Мастер, а также гибрида Мегасол (1-й год), сортов Березанский, Армада и Мастер (2-й год). Доля поражённых, в партиях этих семян достигала 5 % - 6 % (1-й год), 7%, 28 % и 8 % соответственно (2-й год).

Семена по 400 штук закладывали во влажную камеру до тех пор, пока по каждому сорту и гибриду было набрано по 100 семянок с признаками поражения фомопсисом: грязновато-белый плотный мицелий, а также пикниды. Пораженные семена помещали в чашки Петри на увлажненную фильтровальную бумагу и голодный агар (среда из 2%-ного водного раствора агара) и инкубировали в камерах искусственного климата Sanyo при 25 0С, влажности 80 %, 16-часовом дневном периоде с освещенностью 3000 люкс.

В ноябре месяце, часть семян пораженных фомопсисом были размещены на поверхности земли и на глубине 5 см под землей. Площадка с размещенными на ней семенами, была густо укрыта мелкими ветками от птиц. В апреле перезимовавшие на поверхности семена были собраны и проанализированы на наличие инфекции. Семена, находившиеся под землей, обнаружены не были.

Установлено, что всхожесть семян сортов СПК составляла 67 %, Мастер - 61 %, Флагман - 39 %, а гибрида Мегасол - 68 %. В контрольном варианте этот показатель равнялся 85, 86, 100 и 72 % соответственно сортам. Поскольку отбор проростков из семян без признаков поражения фомопсисом (контрольные семена) не гарантировали полного исключения инфекции, то и в контроле были болеющие растения и их гибель (скрытое поражение), но в значительно меньших количествах, чем в варианте с проростками из семян с видимыми признаками заражения (таблица 1).

В фазу всходов выяснилось, что растения каждого сорта были поражены в различной степени. На гибриде Мегасол и сортах СПК и Флагман фомопсис, отмеченный на семядолях, проявился затем и на настоящих листьях. На сорте Мастер, где количество больных растений из поражённых семян оказалось 100 %, большинство растений погибло в фазе 2 - 3 листьев и ранее (рисунок 1), что свидетельствует о сильном поражении зародыша.

Больные растения, миновавшие в своём развитии фазу 3-х настоящих листьев, продолжали расти и болеть. Наблюдения были проведены до самого цветения. Повышающаяся температура к этому периоду в теплице тормозила, но не исключала развитие болезни.

Следовательно, поражение семян подсолнечника фомопсисом отражается не только на всхожести, но и, самое главное, вызывает заболевание растений. Симптомы болезни проявляются сначала на семядольных, а затем и на настоящих листьях. Это может быть обусловлено только распространением патогена (мицелия) от семени и далее по растению, так как другие источники инфекции были исключены. Более того, проявление системной инфекции существенно отличается от начала проявления аэрогенной инфекции: хлороз идёт от черешка через лист к его краю, где потом начинается некроз, распространяющийся к черешку, а не наоборот.

Таблица 1 - Влияние заражения семян подсолнечника фомопсисом на всхожесть и поражение растений в фазе 3-х настоящих листьев (тепличный опыт)

Наблюдениями за поражёнными фомопсисом семенами (1-й год) было установлено, что в течение месяца культивирования на 10 % из них помимо появления и укрупнения пикнид, образовался белый плотный мицелий, обволакивающий пикниды. В пикнидах образовались типичные в-конидии.

По прошествии двух месяцев пикниды по-прежнему содержали в-конидии, а перитеции так и не образовались. Еще через неделю голодный агар превратился в твердую безводную поверхность с трещинами, поэтому семянки на нем высохли.

Рисунок 1 - Растение подсолнечника из семени сорта Мастер, поражённого фомопсисом

семена фомопсис подсолнечник

На фильтровальной бумаге, где увлажнение постоянно возобновлялось, через 90 дней на 5 % семянок сорта СПК образовались перитеции, как одиночные, так и группами. Учитывая очень большую длительность их образования, можно заключить, что семена были поражены изолятом D. helianthi, трудно образующим перитеции. Сорт СПК является кондитерским, отличающимся от других увеличенным количеством токоферолов (витамин Е) в семенах и большим содержанием белка на 2-3 %, чем у более высокомасличных сортов. По-видимому, именно здесь в оболочке оказалось больше питательных веществ, необходимых для паразитирования гриба и образования перитециев, чем у других сортов.

В опыте 2-го года пикниды образовались через 10 дней после размещения поражённых семян различных сортов подсолнечника во влажной камере, а через 28-30 дней - перитеции (Рисунок 2).

Рисунок 2 - Образование плодовых тел D. (Ph.) helianthi на семенах подсолнечника сорта Армада (пикниды - слева, рострумы перитециев - справа).

Было обнаружено образование перитециев на семядольном листке, стебельке и корешке проростка семянки сорта Армада, пораженной фомопсисом, через 42 дня культивирования во влажной камере (рисунок 3). Рострумы перитециев в этом случае были едва обозначены, что было обусловлено мягкостью тканей, в которых они образовались.

Семена, перезимовавшие на поверхности почвы, были собраны и проанализированы на наличие инфекции. Семена, находившиеся под землей, обнаружены не были. На семенах, подвергнутых воздействию низких температур на поверхности земли, помещённых во влажную камеру при 25оС, 16-часовой длительности дня с освещённостью в 3000 люкс, образовались многочисленные пикниды через 5 дней, а перитеции уже через 18 суток.

Таким образом, семена подсолнечника, поражённые фомопсисом, могут сохранять и передавать инфекцию растениям системно и являются источником первичного распространения болезни. К тому же, на поражённых семенах образуется совершенная стадия гриба как после воздействия низких температур, так и в стационарных условиях хранения, что делает их источником первичного распространения не только системной, но и аэрогенной инфекции в год посева.

Рисунок 3 - Фрагменты проростка семянки подсолнечника, пораженной фомопсисом: а - проросток подсолнечника; перитеции: b - на семядольном листке; c - стебельке; d - корешке.

Учитывая, что по сравнению с семенами образование перитециев более массово происходит на остатках заражённых стеблей, особенно перезимовавших, в течение не одного года, последние являются основным источником инфекции.

Список использованной литературы

1. Acimovic M., Straser N. Phomopsis sp. - A new parasite in sunflower. Helia. 1981. Vol. 4. P. 43-58.

2. Лукомец В.М. Защита подсолнечника. / В.М. Лукомец, В.Т. Пивень, Н.М. Тишков, И.И.Шуляк // Защита и карантин растений. - 2008. - №2. -78(2).-108(32).

3. Mihaljcevic M., Petrov M. i Muntanola-Cvetkovic, M. Phomopsis sp. novi parazit suncokreta u Jugoslaviji. Savremena Poljoprivreda. 1980. Vol. 28. P. 531-539.

4. Muntanola-Cvetkovic M., Mihaljcevic M. and Petrov M. On the identity of the causative agent of a serious Phomopsis - Diaporthe Disease in Sunflower Plants. Nova Hedwigia 1981. Vol. 34. P. 417-435.

5. Sackston W.E. The sunflower crop and disease: progress, problems and prospects // Plant disease, 1981. - Vol. 65, № 8. - P. 643-648.

6. Maric A., Masirevic St., Su Li Prilog proucavanju Phomopsis spp. (Diaporthe spp.) prousrocavaca sive pegavosti stable simcokreta // Zastitabilja. - Beograd, 1982. - Vol. 33, Br. 162. - S. 403-419.

7. Mihaljcevic M., Muntanola-Cvetkovic M. Responses of sunflower plants to different Phomopsis isolates. 2. From weeds. // Proc. International Sunflower Conference. - Mar del Plata, Argentina, 1985. - P.419-424.

8. Regnault V. Premieres observations sur le Phomopsis du tournesol // Bull. Cetiom., 1985. - № 92, P. 13-20.

9. Якуткин В.И. Появление бурой пятнистости стеблей подсолнечника в России / В.И. Якуткин // Микология и фитопатология. - 1993. - Т. 27. - Вып. 5. - С. 68-73.

10. Скрипка О.В. Фомопсис подсолнечника / О.В. Скрипка, В.И. Шелухин, В.В. Петина, Т.П. Серебрякова // Ежемесячный научно - практический журнал для специалистов и практиков «Защита и карантин растений». - 1993. - № 8. - С. 24-25.

11. Терехов В. И. Роль семенной и аэрогенной инфекции в эпифитотиологии фомопсиса подсолнечника / В.И. Терехов, А.Г. Бегунова, Е.И. Глебов, Т.В. Павлова // Агро ХХI. -2000. - № 8. - С. 2-3.

12. Якуткин В.И. Результаты и направления исследований по фомопсису подсолнечника в ВИЗР / Якуткин В.И., Павлюшин В.А. // Защита и карантин растений - 1999, № 10. - С. 32-33.

13. Сметник А.И., Александров И.Н., Скрипка О.В., Измалкова А.Г. Семена подсолнечника как форма сохранения инфекции фомопсиса // Защита и карантин растений, 1998. - №1. - С. 35-36.

14. Слюсарь Э.Л. К вопросу о распространении инфекции фомопсиса подсолнечника / Э.Л. Слюсарь, Т.С. Антонова, Н.И. Бочкарёв // Защита и карантин растений - 1998, № 1. - С 33-34.

Размещено на Allbest.ru